根狀莖人藥。根狀莖含小檗堿；全草含小檗堿(Berberine)7—9%、黃連堿(Coptisine)、甲基黃連堿(Worenine)、掌葉防己堿(Palmatine)、非洲防己堿(polumbamiile)等；還含黃柏酮(Obakunone)、黃柏內酯(Obakulactone)。現已證明，黃連和小檗堿對溶血性鏈球菌、腦膜炎球菌、肺炎雙球菌、霍亂弧菌、炭疽桿菌及金黃色葡萄球菌等，均有較強的抑菌作用；其作用等于或優于磺胺，而弱于鏈霉素及氯霉素。但黃連的粗提物與純小菜堿(黃連素)的抗菌作用基本上是一致的。
據《中藥志》記載，黃連主要含小檗堿，又稱黃連素，含量5.20—7.89%。另外，尚含黃連堿、甲基黃連堿、巴馬亭、藥根堿(Jatrorrhizine)；這些生物堿的含量均在0.5%以下；還含有木蘭花堿(Magnoflorine)、青熒光酸(LulhiCaeruleic acid)及阿魏酸(Ferulic acid)等。